【摘要】：隨著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展與交通工程的規(guī)劃與建設(shè),隧道等地下建筑的數(shù)量與日俱增。當(dāng)隧道遭遇地震時(shí),會(huì)受到一定程度的損壞。因此,采用經(jīng)濟(jì)合理的抗震防護(hù)措施是十分必要的。錨桿作為一種經(jīng)濟(jì)的主動(dòng)加固方式,被廣泛得應(yīng)用于地下工程的設(shè)計(jì)與建設(shè)中。研究錨桿的受力方式及其對(duì)隧道和襯砌的作用是十分必要的。本文以太鳳線公路韓家山隧道為工程背景,依托三維模擬軟件ABAQUS,對(duì)襯砌支護(hù)隧道、錨桿支護(hù)隧道在地震作用下的動(dòng)力響應(yīng)特征進(jìn)行了比較研究,得出如下結(jié)論:(1)無錨桿支護(hù)條件下隧道與襯砌的動(dòng)力響應(yīng)研究表明,在加速度峰值為0.15g的地震作用下,豎直方向上,隧道加速度、速度及位移的值均隨埋深的減小而下降,最大加速度值位于仰拱處,為1.19m/s~2,最大位移值位于仰拱處,為17mm。右拱腳處應(yīng)力峰值最大,為0.404MPa。(2)在控制錨桿平均長度為3.5m的前提下,提出了三種錨桿支護(hù)方法:分別為3.5m等長錨桿支護(hù),2.5m和4.5m長短錨桿組合支護(hù),2.5m、3m、3.5m、4m和4.5m長短錨桿組合支護(hù)。錨桿支護(hù)對(duì)隧道圍巖加速度的影響較大,對(duì)位移影響較小;與無錨支護(hù)相比較,加速度值最大降低了14.68%,應(yīng)力值最大降低了24.75%,位移值降低了2.44%。(3)通過對(duì)比不同錨桿支護(hù)方式和襯砌支護(hù)方式條件下的隧道動(dòng)力響應(yīng)特征,認(rèn)為采用2.5m和4.5m錨桿組合支護(hù)的抗震效果較好。
【圖文】：

復(fù)合模態(tài)阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼四種。在瑞利阻尼中，可用質(zhì)量和剛度矩陣的線性組合來表示阻尼矩陣，表達(dá)形式如下：C M K（2.14）式（2.14）中， 和 的值是依據(jù)材料自身屬性定義的。瑞利阻尼模型不適用于阻尼超過 10%臨界阻尼的大阻尼系統(tǒng)。在小阻尼系統(tǒng)中使用瑞利阻尼，可以通過求解無阻尼系統(tǒng)特征值來近似代替有阻尼系統(tǒng)的特征值。通過確定系統(tǒng)模態(tài) i 和臨界阻尼值i 的大小，瑞利阻尼系數(shù) 和 的值可用下式（2.15）求解：iiiii 22 （2.15）i 表示第 i 階模態(tài)的固有頻率，瑞利阻尼的質(zhì)量比例阻尼部分在系統(tǒng)響應(yīng)的低頻段起主導(dǎo)作用，剛度比例阻尼部分在高頻段起主導(dǎo)作用。

復(fù)合模態(tài)阻尼和結(jié)構(gòu)阻尼四種。在瑞利阻尼中，可用質(zhì)量和剛度矩陣的線性組合來表示阻尼矩陣，表達(dá)形式如下：C M K（2.14）式（2.14）中， 和 的值是依據(jù)材料自身屬性定義的。瑞利阻尼模型不適用于阻尼超過 10%臨界阻尼的大阻尼系統(tǒng)。在小阻尼系統(tǒng)中使用瑞利阻尼，，可以通過求解無阻尼系統(tǒng)特征值來近似代替有阻尼系統(tǒng)的特征值。通過確定系統(tǒng)模態(tài) i 和臨界阻尼值i 的大小，瑞利阻尼系數(shù) 和 的值可用下式（2.15）求解：iiiii 22 （2.15）i 表示第 i 階模態(tài)的固有頻率，瑞利阻尼的質(zhì)量比例阻尼部分在系統(tǒng)響應(yīng)的低頻段起主導(dǎo)作用，剛度比例阻尼部分在高頻段起主導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U452.28

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2627209